非二氧化碳溫室氣體排放現狀和對策

楊亞坤++楊華武

摘 要：春暖花開，但近幾年花開的比以往都要早，由于溫室效應而導致了全球氣溫上升，若干年來冬季變暖，百花提前競相開放的現象已經不是稀奇事了。人類對自然的影響已經從地面擴張到了大氣，近年來，由于全球人口的增長、人類活動的加劇導致空氣被嚴重污染，使臭氧層出現空洞，從而使地球溫度上升導致了溫室效應。

關鍵詞：非二氧化碳 溫室氣體排放 空氣污染

中圖分類號：P467 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（c）-0131-02

當今環境問題中的全球變暖和臭氧層損耗導致地球表面紫外線輻射大大增強已經引起了國際學術界的廣泛關注，當人們談及溫室氣體時，很多人首先會想到二氧化碳，是的，全球變暖的原因之一是CO2氣體的濃度不斷增加，但是全球溫室氣體排放實際上有相當一部分是其他氣體，例如CH4（甲烷）和N2O（一氧化二氮）。在全世界，CH4和N2O占溫室氣體總排放量的比例估計分別為14%和9%。

1997年簽署的《京都議定書》中規定了除了CO2外的其他五種溫室氣體，即甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。CH4和N2O在大自然界中本來就存在，但是由于人類活動而增加了它們的含量，含氟氣體則完全是人類活動的產物，主要來源于制冷劑和含氟氣體在工業中的應用的釋放。（見圖1）

長期以來，非二氧化碳溫室氣體（除甲烷外）的排放多與能源消費有直接關系，是工業化、城市化和農業現代化的結果，因此在氣候變化的總體戰略中需要加入控制這些氣體的排放。根據EPA（美國環境保護局）的數據，2010年中國排放的非二氧化碳溫室氣體占全球該類氣體的比重最高（13.6%），其次是美國（9.84%），然后是印度（8.59%）、巴西（6.12%）、俄羅斯（5.54%）。非CO2溫室氣體的存續時間長、全球增暖潛勢大，對地球環境的負面影響較大，中國面臨的國際減排壓力與日俱增，導致國內環境條件惡化，對經濟社會的健康發展造成不利影未響。

1 中國非二氧化碳溫室氣體排放現狀

中國在上個世紀的重化工發展階段中，非二氧化碳溫室氣體無論是從排放總量角度，還是從排放增速而言都在迅猛增加，從而躍居世界第一，并遠高于其他國家。下表列出了各種溫室氣體的全球變暖潛能值（GWP）在大氣中相對二氧化碳影響的時間。（見表1）

1.1 甲烷的排放現狀

甲烷（CH4）是僅次于二氧化碳的第二大影響氣候的溫室氣體。在過去的150年間，大氣中甲烷的濃度增為原來的三倍。生物界中甲烷是由于微生物在厭氧條件下，利用氫還原二氧化碳及利用醋酸鹽發酵產生了甲烷，同時自身厭氧分解有機物。目前大氣中甲烷濃度的增加主要來源于生物過程的排放，如濕地和稻田、垃圾場、污水處理廠，以及反芻動物和白蟻的消化系統，產生的甲烷占全世界每年排放的6億噸甲烷的三分之二。

普朗克研究所的科學家發現，即使在完全正常、氧氣充足的環境里，植物自身也會產生甲烷并排放到大氣中。據德國核物理研究所的科學家經過試驗發現，甲烷也來源于植物和落葉，而且隨著溫度和日照的增強甲烷的生成量也逐漸增加。另外，植物產生的甲烷是腐爛植物的10～100倍。他們經過估算認為，植物每年產生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%～30%。

1.2 一氧化二氮的排放現狀

一氧化二氮（N2O）在大氣中的存留時間長，并可輸送到平流層。進入大氣平流層中的N2O發生了光化學分解，作為臭氧消耗的主要自然催化劑，導致了臭氧層的損耗。雖然N2O的含量僅約二氧化碳的9%，但其單分子增溫潛勢卻是二氧化碳的310倍，對全球氣候的增溫效應在未來將越來越顯著，N2O濃度的增加，已引起科學家的極大關注。

N2O的增加主要自然源包括海洋、森林和草地土壤，主要是土壤中的微生物通過硝化作用將銨鹽轉化為硝酸鹽和反硝化作用將硝酸鹽還原成氮氣（N2）或氧化氮（N2O）；人為源主要是農業氮肥過度使用，部分氮肥被莊稼所吸收，剩余相當部分的氮素肥料在土壤中的反硝化細菌的作用下變為一氧化二氮釋放到空氣中，造成了污染。工業源包括硝酸生產過程、己二酸生產過程和己內酰胺生產過程，目前，硝酸生產過程是大氣中N2O的重要來源，也是化學工業過程中N2O排放的主要來源。

1.3 含氟氣體的排放現狀

《京都議定書》界定的六種溫室氣體中含氟氣體包括氫氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。

1988年，《Nature》首次發表了英國南極考察隊關于南極臭氧空洞的報道，我國青藏高原上空也發現了臭氧低值中心。氟利昂在制冷方面有著很大的優勢，但當氟利昂進入平流層后受到紫外線輻射發生光解，產生氯原子，這些氯原子迅速與臭氧反應，將其還原為氧，從而加快臭氧的破壞速率，導致紫外線過強，致暖作用明顯，因此逐步被淘汰。由于以前產生的大量的廢舊冰箱空調，原來密封的氯氟烴（CFCs）釋放到空氣中，加上氯氟烴的存續時間長，使得平流層臭氧層在短時間內難以得到完全修復。

氫氟烴（HFCs），雖然其ODP（消耗臭氧潛能值）為零，但在大氣中停留時間較長，GWP較高，大量使用會引起全球氣候變暖。HFC-134a分子中含有CF3基團，在大氣中解離后易與OH自由基或臭氧反應形成對生態系統危害嚴重的三氟乙酸。

雖然六氟化硫（SF6）本身對人體無毒、無害，但它卻是一種溫室效應氣體，其單分子的溫室效應是二氧化碳的2.2萬倍，根據IPCC提出的諸多溫室氣體的GWP指標，六氟化硫的GWP值最大，500年的GWP值為32600，且由于六氟化硫高度的化學穩定性，其在大氣中存留時間可長達3200年。

由于氟化氣體主要是在工業加工過程中排放的，而隨著我國汽車工業、新能源工業的興起，在制造工藝中使用了越來越多的氟化氣體，因此，如何有效控制氟化氣體排放，減少其逃逸和泄漏，無害化處理末端氣體，成為未來我國非二氧化碳溫室氣體減排的重中之重。endprint

2 對策

2.1 建立相應的政策法規

目前，我國還沒有建立起有關于溫室氣體的排放統計制度，在現有的統計標準下還存在很多問題，譬如溫室氣體種類不明確、覆蓋面不全、地域差異等等。為了推進研究工作，我們應建立起統一、科學、規范的統計方法制度，采用合理的數據模型，進行不同區域的劃分，進行數據測算等等，建立起完整的一套體系。收集到的溫室氣體報告可以幫助決策者制定政策、幫助企業改善現排放狀況，可以使各個地區根據當地的情況合理制定政策法規。

2.2 發揮森林的碳匯能力

根據聯合國環境規劃署《持續林業：投資我們共同的未來》中揭示，森林每年能夠固定碳率達1.1～1.6 Gt。有資料顯示，2008年森林碳匯抵消了8.86億噸的二氧化碳當量溫室氣體排放，相當于2008年美國溫室氣體排放量的13%（EPA，2010）。因此在保證我國18億畝耕地紅線的條件下，在對天然林、濕地、草原保護的同時，要堅持推進退耕還林（草）工程，充分發揮和提高森林、濕地等資源的碳匯能力。

2.3 調整農業結構

聯合國糧農組織指出，耕地釋放的溫室氣體超過人為溫室氣體排放總量的30%。傳統的深耕細作農業，嚴重破壞了土壤層對有機碳的固定，導致土壤中的有機碳以二氧化碳形式釋放到大氣中。因此，國內可以通過減少耕地面積或采取免耕的方法來實現控制碳的排放。而且我國可以發展精準農業，實驗表明，通過對農場進行精準農業技術試驗，使用了GPS指導施肥的作物產量比傳統施肥提高30%，同時減少了化肥的使用量，提高了化肥利用率，減小了對環境的污染。目前，這項技術已經延伸到精量播種，精準灌溉技術等相關領域。

2.4 集中發展畜牧業

目前，畜牧業排放的溫室氣體約占農業的43.9%，主要來源于反芻動物腸道消化、畜牧草場、動物糞尿垃圾，IPCC（2000）認為反芻動物以甲烷的形式損失的能量約占采食總能量的2%～15%。因此提高飼料轉化率，降低動物個體甲烷排放量是減少溫室氣體的重要手段之一。同時應鼓勵和支持規模化畜禽養殖場和養殖小區的建設，轉變傳統的散養方式，采用舍飼、規模養殖方式，積極引導大型生豬、牛、羊養殖場利用動物糞便生產沼氣，發展畜牧業沼氣生產。

3 結語

每年6月5日是“世界環境日”，1989年的主題是“警惕，全球要變暖”，1991年的主題是“氣候變化—需要全球合作”。氣候的變化確實已經成為了限制人類生存和發展的重要因素，受到了各國政府的關注。

盡管這些“非二氧化碳”氣體在19世紀以來的全球變暖過程中單獨所起的作用較小，但它們的綜合影響卻是相當巨大的。甲烷、一氧化二氮和含氟氣體所產生的凈暖化效應大約是二氧化碳暖化效應的2/3，再加上空氣污染形成煙霧帶來的升溫，非二氧化碳氣體的暖化效應大體上與二氧化碳相當。

二氧化碳無疑是導致全球變暖最關鍵的溫室氣體，科學上來講，減緩溫室效應最主要的辦法就是減少二氧化碳的排放。但是在控制溫室氣體排放方面，需要平衡各國利益訴求，而且大氣中二氧化碳濃度的增加是一個慢慢積累的過程，發達國家自工業革命以來向大氣中排放了大量二氧化碳，現在要求所有國家都同樣減少排放二氧化碳是不公平的，發展中國家的生存和發展權不能被剝奪。因此，我們必須尋求發達和發展中國家都能接受的應對方案。科學家也在積極尋求控制氣候變暖的各種途徑。比如，多植樹，綠色植物通過光合作用可吸收二氧化碳。

我們同樣需要采取措施減少那些非二氧化碳溫室氣體的排放，有計劃、有步驟地進行“非二”溫室氣體減排，這不僅成為相關專家普遍關注的問題，更對我國國際國內氣候變化工作具有深遠意義。endprint

2 對策

2.1 建立相應的政策法規

目前，我國還沒有建立起有關于溫室氣體的排放統計制度，在現有的統計標準下還存在很多問題，譬如溫室氣體種類不明確、覆蓋面不全、地域差異等等。為了推進研究工作，我們應建立起統一、科學、規范的統計方法制度，采用合理的數據模型，進行不同區域的劃分，進行數據測算等等，建立起完整的一套體系。收集到的溫室氣體報告可以幫助決策者制定政策、幫助企業改善現排放狀況，可以使各個地區根據當地的情況合理制定政策法規。

2.2 發揮森林的碳匯能力

根據聯合國環境規劃署《持續林業：投資我們共同的未來》中揭示，森林每年能夠固定碳率達1.1～1.6 Gt。有資料顯示，2008年森林碳匯抵消了8.86億噸的二氧化碳當量溫室氣體排放，相當于2008年美國溫室氣體排放量的13%（EPA，2010）。因此在保證我國18億畝耕地紅線的條件下，在對天然林、濕地、草原保護的同時，要堅持推進退耕還林（草）工程，充分發揮和提高森林、濕地等資源的碳匯能力。

2.3 調整農業結構

聯合國糧農組織指出，耕地釋放的溫室氣體超過人為溫室氣體排放總量的30%。傳統的深耕細作農業，嚴重破壞了土壤層對有機碳的固定，導致土壤中的有機碳以二氧化碳形式釋放到大氣中。因此，國內可以通過減少耕地面積或采取免耕的方法來實現控制碳的排放。而且我國可以發展精準農業，實驗表明，通過對農場進行精準農業技術試驗，使用了GPS指導施肥的作物產量比傳統施肥提高30%，同時減少了化肥的使用量，提高了化肥利用率，減小了對環境的污染。目前，這項技術已經延伸到精量播種，精準灌溉技術等相關領域。

2.4 集中發展畜牧業

目前，畜牧業排放的溫室氣體約占農業的43.9%，主要來源于反芻動物腸道消化、畜牧草場、動物糞尿垃圾，IPCC（2000）認為反芻動物以甲烷的形式損失的能量約占采食總能量的2%～15%。因此提高飼料轉化率，降低動物個體甲烷排放量是減少溫室氣體的重要手段之一。同時應鼓勵和支持規模化畜禽養殖場和養殖小區的建設，轉變傳統的散養方式，采用舍飼、規模養殖方式，積極引導大型生豬、牛、羊養殖場利用動物糞便生產沼氣，發展畜牧業沼氣生產。

3 結語

每年6月5日是“世界環境日”，1989年的主題是“警惕，全球要變暖”，1991年的主題是“氣候變化—需要全球合作”。氣候的變化確實已經成為了限制人類生存和發展的重要因素，受到了各國政府的關注。

盡管這些“非二氧化碳”氣體在19世紀以來的全球變暖過程中單獨所起的作用較小，但它們的綜合影響卻是相當巨大的。甲烷、一氧化二氮和含氟氣體所產生的凈暖化效應大約是二氧化碳暖化效應的2/3，再加上空氣污染形成煙霧帶來的升溫，非二氧化碳氣體的暖化效應大體上與二氧化碳相當。

二氧化碳無疑是導致全球變暖最關鍵的溫室氣體，科學上來講，減緩溫室效應最主要的辦法就是減少二氧化碳的排放。但是在控制溫室氣體排放方面，需要平衡各國利益訴求，而且大氣中二氧化碳濃度的增加是一個慢慢積累的過程，發達國家自工業革命以來向大氣中排放了大量二氧化碳，現在要求所有國家都同樣減少排放二氧化碳是不公平的，發展中國家的生存和發展權不能被剝奪。因此，我們必須尋求發達和發展中國家都能接受的應對方案。科學家也在積極尋求控制氣候變暖的各種途徑。比如，多植樹，綠色植物通過光合作用可吸收二氧化碳。

我們同樣需要采取措施減少那些非二氧化碳溫室氣體的排放，有計劃、有步驟地進行“非二”溫室氣體減排，這不僅成為相關專家普遍關注的問題，更對我國國際國內氣候變化工作具有深遠意義。endprint

2 對策

2.1 建立相應的政策法規

目前，我國還沒有建立起有關于溫室氣體的排放統計制度，在現有的統計標準下還存在很多問題，譬如溫室氣體種類不明確、覆蓋面不全、地域差異等等。為了推進研究工作，我們應建立起統一、科學、規范的統計方法制度，采用合理的數據模型，進行不同區域的劃分，進行數據測算等等，建立起完整的一套體系。收集到的溫室氣體報告可以幫助決策者制定政策、幫助企業改善現排放狀況，可以使各個地區根據當地的情況合理制定政策法規。

2.2 發揮森林的碳匯能力

根據聯合國環境規劃署《持續林業：投資我們共同的未來》中揭示，森林每年能夠固定碳率達1.1～1.6 Gt。有資料顯示，2008年森林碳匯抵消了8.86億噸的二氧化碳當量溫室氣體排放，相當于2008年美國溫室氣體排放量的13%（EPA，2010）。因此在保證我國18億畝耕地紅線的條件下，在對天然林、濕地、草原保護的同時，要堅持推進退耕還林（草）工程，充分發揮和提高森林、濕地等資源的碳匯能力。

2.3 調整農業結構

聯合國糧農組織指出，耕地釋放的溫室氣體超過人為溫室氣體排放總量的30%。傳統的深耕細作農業，嚴重破壞了土壤層對有機碳的固定，導致土壤中的有機碳以二氧化碳形式釋放到大氣中。因此，國內可以通過減少耕地面積或采取免耕的方法來實現控制碳的排放。而且我國可以發展精準農業，實驗表明，通過對農場進行精準農業技術試驗，使用了GPS指導施肥的作物產量比傳統施肥提高30%，同時減少了化肥的使用量，提高了化肥利用率，減小了對環境的污染。目前，這項技術已經延伸到精量播種，精準灌溉技術等相關領域。

2.4 集中發展畜牧業

目前，畜牧業排放的溫室氣體約占農業的43.9%，主要來源于反芻動物腸道消化、畜牧草場、動物糞尿垃圾，IPCC（2000）認為反芻動物以甲烷的形式損失的能量約占采食總能量的2%～15%。因此提高飼料轉化率，降低動物個體甲烷排放量是減少溫室氣體的重要手段之一。同時應鼓勵和支持規模化畜禽養殖場和養殖小區的建設，轉變傳統的散養方式，采用舍飼、規模養殖方式，積極引導大型生豬、牛、羊養殖場利用動物糞便生產沼氣，發展畜牧業沼氣生產。

3 結語

每年6月5日是“世界環境日”，1989年的主題是“警惕，全球要變暖”，1991年的主題是“氣候變化—需要全球合作”。氣候的變化確實已經成為了限制人類生存和發展的重要因素，受到了各國政府的關注。

盡管這些“非二氧化碳”氣體在19世紀以來的全球變暖過程中單獨所起的作用較小，但它們的綜合影響卻是相當巨大的。甲烷、一氧化二氮和含氟氣體所產生的凈暖化效應大約是二氧化碳暖化效應的2/3，再加上空氣污染形成煙霧帶來的升溫，非二氧化碳氣體的暖化效應大體上與二氧化碳相當。

二氧化碳無疑是導致全球變暖最關鍵的溫室氣體，科學上來講，減緩溫室效應最主要的辦法就是減少二氧化碳的排放。但是在控制溫室氣體排放方面，需要平衡各國利益訴求，而且大氣中二氧化碳濃度的增加是一個慢慢積累的過程，發達國家自工業革命以來向大氣中排放了大量二氧化碳，現在要求所有國家都同樣減少排放二氧化碳是不公平的，發展中國家的生存和發展權不能被剝奪。因此，我們必須尋求發達和發展中國家都能接受的應對方案。科學家也在積極尋求控制氣候變暖的各種途徑。比如，多植樹，綠色植物通過光合作用可吸收二氧化碳。

我們同樣需要采取措施減少那些非二氧化碳溫室氣體的排放，有計劃、有步驟地進行“非二”溫室氣體減排，這不僅成為相關專家普遍關注的問題，更對我國國際國內氣候變化工作具有深遠意義。endprint